Відомо, що для функції y=φ(x), яка має похідну y′ = ϕ′( x ) ,
приріст функції можна зобразити у вигляді
y =ϕ′( x )⋅ x +ε x , (5.8)
де ε→0, якщо x→0.
Тоді головна лінійна частина приросту функції називаєть-ся диференціалом функції dy=φ′(x) x= φ′(x)dx.
В випадку функції двох або більше змінних наявність ча-стинних похідних ще не гарантує того, що повний приріст фу-нкції можна представити в виді, аналогічному (5.8).
Означення6 .Функція z=f(x,y) називається диференційов-ною в даній точці M ( x; y ), якщо її повний приріст в цій точці
можна представити в виді:
z = A ⋅ x + B ⋅ y +ε1 ⋅
x +ε2 ⋅
y ,
(5.9)
деε1→0 ,ε2→0
при
x → 0 , y → 0 ,а
A і
B не залежать від
приростів x , y.
Доданки ε1
x іε2
y є,очевидно,нескінченно малими вели-
чинами вищого порядку малості, ніж
x і
y.
Означення7. Повним диференціалом функції
z = f ( x; y )
Називається головна лінійна частина приросту функції відносно
x і y , тобто: dz = A ⋅
x + B ⋅
y або dz = Adx + Bdy.
ТЕОРЕМА 1. Якщо функція z=f ( x; y ) диференційовна в
даній точці M ( x; y ) ,
то існують частинні похідні цієї функції і
має місце рівність
A
=
z′
; B
=
z′
,
тобто
x
y
dz = z′ dx
+ z′ dy .
(5.10)
x
y
Доведення. Нехай функція
z = f ( x , y ) диференційовна.Тоді
має місце формула (5.9). Покладемо
y = 0 : тоді із(5.9)отримаємо
x z = A x +ε1 x звідки
x z
= A +ε1 ,деε1 → 0 , якщо
x → 0.
x
Оскільки A - стала величина ( x і y фіксовані), то
Lim
x →0
Аналогічно доводиться, що
xz = z′= A. x x
z′
=
B.
,
y
Таким чином формула
(5.10) доведена.
Нехай задана функція u = f ( x1, x2,..., xn).Можна довести, по аналогії з функцією z = f ( x , y ), що в випадку диференційовності функції z = f ( x1, x2,..., xn) має місце формула
du = u′
dx
+ u′
dx
+ ...+ u′ dx
n
(5.11)
x1
x2
xn
Навпаки, якщо допустити , що функція u = f ( x1x2,..., xn) має
частинні похідні, які є неперервними функціями по сукупності змінних в околі точки M(x1,x2,…,xn) то справедлива формула (5.11).